Titel

Verfahren zum Einstellen eines Elektrodenabstands einer

Vorkammerzündkerze

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Abstandes zwischen einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode einer

Vorkammerzündkerze bei aufgesetzter Kappe.

Vorkammerzündkerzen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Bei der Herstellung der Vorkammerzündkerzen wird bisher derart vorgegangen, dass die Mittelelektrode und die Masseelektrode entsprechend einem gewünschten Elektrodenabstand zueinander montiert werden und anschließend eine Kappe der Vorkammerzündkerze an ein Gehäuse angeschweißt wird. Für die Funktion der Vorkammerzündkerze ist jedoch ein genauer Elektrodenabstand sehr wichtig, um Fehlzündungen und/oder einen überhöhten Verschleiß an den Elektroden zu vermeiden. Durch den

Schweißvorgang zum Verbinden der Kappe mit dem Gehäuse kann es jedoch zu einem Wärmeeintrag in Bauteile der Vorkammerzündkerze kommen, was zu einem Bauteilverzug, insbesondere an den Elektroden, führen kann. Dadurch würde sich ein falscher Elektrodenabstand ergeben, welcher die o.g. Nachteile nach sich zieht.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einstellen eines Abstandes zwischen einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode einer Vorkammerzündkerze bei aufgesetzter Kappe gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 weist

demgegenüber den Vorteil auf, dass die Einstellung des Elektrodenabstandes als letzter Schritt bei der Herstellung der Vorkammerzündkerze vorgenommen werden kann. Dadurch entfällt die oben beschriebene Problematik, dass aufgrund eines Anschweißens der Kappe der Vorkammerzündkerze ein unerwünschter Verzug in Bauteile der Vorkammerzündkerze eingebracht wird, welche den vorab eingestellten Elektrodenabstand zwischen Mittelelektrode und Masseelektrode verändern. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Kappe schon am Gehäuse der Vorkammerzündkerze angeordnet und im letzten Schritt wird die Relativpositionierung zwischen der Mittelelektrode und der

Masseelektrode vorgenommen. Die Kappe kann dabei am Gehäuse

angeschweißt sein. Alternativ ist es auch möglich, dass eine

Vorkammerzündkerze hergestellt wird, welche ein einstückiges, aus einem Material bestehendes Bauteil, umfassend das Gehäuse und den Kappenbereich, verwendet wird. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass insbesondere das Gehäuse der Vorkammerzündkerze eine Öffnung aufweist, durch welche die Masseelektrode hindurchgeführt wird. Dadurch kann als letzter Schritt bei der Herstellung der Vorkammerzündkerze der Elektrodenabstand bestimmt werden. Hierzu wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Position der Mittelelektrode bezüglich einer Bezugsebene bestimmt. Die Bestimmung erfolgt dabei durch die Öffnung der Vorkammerzündkerze, welche zur Aufnahme der Masseelektrode eingerichtet ist. Als nächster Schritt wird die Masseelektrode in der Öffnung mittels einer Montageanordnung montiert. Hierbei wird eine

Endposition der Masseelektrode basierend auf der bestimmten Position der Mittelelektrode bezüglich der Bezugsebene, einer Axiallänge der Masseelektrode und einem vorbestimmten, gewünschten Elektrodenabstand bestimmt. Somit können durch den letzten Schritt der Montage der Masseelektrode weitere äußere Einflüsse, welche negativ auf den Elektrodenabstand zwischen der Mittelelektrode und Masseelektrode wirken könnten, eliminiert werden.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Vorzugsweise umfasst die Montageanordnung ein Einpresswerkzeug und eine Montageendposition des Einpresswerkzeugs, die basierend auf der vorab bestimmten Endposition der Mittelelektrode bestimmt wird. Somit basieren die Positionen der Mittelelektrode und der Masseelektrode beide auf der gleichen Bezugsebene.

Weiter bevorzugt wird eine Axiallänge der Masseelektrode unmittelbar vor der Montage gemessen. Hierdurch kann individuell für jede hergestellte Vorkammerzündkerze eine exakte Endposition der Masseelektrode bestimmt werden. Alternativ erfolgt die Messung der Axiallänge der Masseelektroden schon vorab, wobei dann sichergestellt werden muss, dass die Masseelektroden alle die gleiche Axiallänge mit einer minimalen Toleranz aufweisen, um

Fehlmontagen, welche zu unterschiedlichen Elektrodenabständen führen könnten, zu vermeiden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die Masseelektrode in der Öffnung im Gehäuse derart vormontiert, dass eine der Mittelelektrode abgewandte Stirnseite der Masseelektrode an einer Bezugsebene liegt, in welcher auch ein Abschnitt einer Außenseite des

Gehäuses der Vorkammerzündkerze liegt. Eine derartige Vormontage ermöglicht eine nochmalige Überprüfung der Position der Masseelektrode. Anschließend kann dann eine sehr genaue Positionierung der Masseelektrode beispielsweise mittels eines Einpresswerkzeugs erfolgen.

Besonders bevorzugt sind die Bezugsebene der Mittelelektrode und die

Bezugsebene der Masseelektrode an der Außenseite des Gehäuses der Vorkammerzündkerze parallel zueinander und auch parallel zu einer Mittelachse der Mittelebene.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die Kappe vor der Montage der Masseelektrode auf das Gehäuse der Vorkammerzündkerze aufgeschweißt. Alternativ wird ein einstückiges Bauteil umfassend einen Kappenbereich und einen Gehäusebereich hergestellt.

Weiter bevorzugt ist die Masseelektrode mittels einer Pressverbindung in der Öffnung des Gehäuses der Vorkammerzündkerze fixiert. Hierdurch muss keine Wärme zur Fixierung der Masseelektrode im Gehäuse eingebracht werden und die Masseelektrode kann einfach und schnell eingepresst werden. Ein weiterer Vorteil der Pressverbindung liegt darin, dass der Pressvorgang einfach durch Begrenzung eines Weges eines Presswerkzeugs vorgenommen werden kann, so dass ein einfach wiederholbarer Einpressvorgang für eine Massenfertigung realisierbar ist. Hierdurch kann die Genauigkeit der Montage der Masseelektrode weiter verbessert werden. Die Masseelektrode und/oder das Einpresswerkzeug sind dabei vorzugsweise zylinderförmig. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorkammerzündkerze, welche gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht einer

Vorkammerzündkerze, bei welcher gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren ein Elektrodenabstand zwischen Mittelelektrode und Masseelektrode hergestellt ist, und

Figur 2 eine schematische Teil-Schnittansicht, welche das

erfindungsgemäße Verfahren verdeutlicht.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ein

erfindungsgemäßes Verfahren zum Einstellen eines Elektrodenabstandes 14 zwischen einer Mittelelektrode 4 und einer Masseelektrode 5 einer

Vorkammerzündkerze 1 im Detail beschrieben.

Bei der Vorkammerzündkerze 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wurde vor der Einstellung des Elektrodenabstands schon eine Kappe 11 auf ein Gehäuse 2 der Vorkammerzündkerze 1 fixiert. Die Kappe 11 wurde dabei mittels eines Schweißvorgangs am Gehäuse 2 fixiert, wodurch sich eine umlaufende

Schweißnaht 12 zwischen Kappe 11 und Gehäuse 2 ergibt.

Im Gehäuse 2 ist eine Öffnung 20 vorgesehen, welche das Gehäuseinnere mit der Außenseite verbindet. Die Öffnung 20 ist eingerichtet, die Masseelektrode 5 aufzunehmen. Im fixierten Zustand der Masseelektrode 5 in der Öffnung 20 ist eine Pressverbindung 50 zwischen der Masseelektrode 5 und der Öffnung 20 vorhanden. Die Masseelektrode 5 dieses Ausführungsbeispiels ist ein Zylinder. Entsprechend ist auch die Öffnung 20 zylinderförmig ausgebildet. Die Vorkammerzündkerze 1 umfasst ferner in bekannter Weise einen Isolator 3 und eine Anschlussmutter 9. Die Anschlussmutter 9 ist über einen

Anschlussbolzen 8 und ein Widerstandselement 7 mit der Mittelelektrode 4 verbunden.

Weiterhin umfasst die Vorkammerzündkerze 1 eine Innendichtung 10 zwischen dem Isolator 3 und dem Gehäuse 2.

Figur 1 zeigt den montierten Zustand der Vorkammerzündkerze 1 in einem Zylinderkopf 100. Dabei ist ein äußeres Dichtelement 6 zur Abdichtung zwischen der Vorkammerzündkerze 1 und dem Zylinderkopf 100 vorgesehen.

In der Kappe 11 sind ferner in bekannter Weise Fackelöffnungen 13 vorgesehen, durch welche Fackelstrahlen in einen Brennraum 101 bei Betrieb der

Vorkammerzündkerze gelangen.

Die Vorkammerzündkerze 1 wird dabei derart hergestellt, dass nach einer Fixierung der Kappe 11 am Gehäuse 2 anschließend die Masseelektrode 5 in der Öffnung 20 montiert wird. Dadurch können negative thermische Einflüsse, welche beispielsweise durch den Schweißvorgang zur Fixierung der Kappe 11 am Gehäuse 2 auf die Mittelelektrode und/oder Masseelektrode ausgeübt werden können, vermieden werden, da derartige Schweißvorgänge einen gewünschten Elektrodenabstand 14 zwischen Mittelelektrode 4 und

Masseelektrode 5 negativ beeinflussen können.

Erfindungsgemäß erfolgt somit ein Einstellen des Elektrodenabstands 14 zwischen der Mittelelektrode 4 und der Masseelektrode 5, nachdem die Kappe 11 am Gehäuse 2 fixiert ist. Hierzu wird in einem ersten Schritt eine Position der Mittelelektrode 4 bezüglich einer ersten Bezugsebene B bestimmt. Die erste Bezugsebene B liegt dabei außerhalb der Vorkammerzündkerze und kann beispielsweise eine Auflage sein, auf welcher die Vorkammerzündkerze liegt. Die Bestimmung der Position der Mittelelektrode 4 kann dabei durch die noch nicht mit der Masseelektrode 5 verschlossene Öffnung 20 erfolgen. ln einem nächsten Schritt wird dann die Masseelektrode 5 in der Öffnung 20 montiert. Hierzu ist eine Montageanordnung vorgesehen, welche in diesem Ausführungsbeispiel ein Presswerkzeug 15 umfasst. Das Presswerkzeug 15 umfasst einen zylinderförmigen Stempel, dessen Durchmesser vorzugsweise gleich einem Durchmesser der zylindrischen Masseelektrode 5 ist. Das

Presswerkzeug 15 wird dabei in Richtung des Pfeils A bewegt und liegt dabei an einem von der Mittelelektrode abgewandten stirnseitigen Ende 5a der

Masseelektrode 5 an.

Eine Endposition der Masseelektrode 5 wird dabei basierend auf der im vorherigen Schritt bestimmten Position der Mittelelektrode 4 bezüglich der ersten Bezugsebene B, einer Axiallänge L der Masseelektrode 5 und einem

vorbestimmten Elektrodenabstand 14 bestimmt. Die Axiallänge L der

Masseelektrode 5 kann dabei in einem vorherigen Schritt gemessen werden, so dass eine exakte Axiallänge der Masseelektrode bekannt ist. Alternativ wird die Axiallänge der Masseelektrode schon in einem vorhergehenden Schritt gemessen und für die Produktion nur Masseelektroden mit gleicher Axiallänge mit minimaler Toleranz verwendet.

In Figur 2 ist noch eine zweite Bezugsebene C eingezeichnet, in welcher auch ein Abschnitt einer Außenseite des Gehäuses 2 der Vorkammerzündkerze liegt. Hierbei kann eine Vormontage der Masseelektrode 5 derart vorgenommen werden, dass das der Mittelelektrode 4 abgewandte stirnseitige Ende der Masseelektrode 5 genau in der zweiten Bezugsebene C liegt. In einem letzten Schritt kann dann eine exakte Positionierung der Masseelektrode 5 derart vorgenommen werden, dass der gewünschte vorbestimmte Elektrodenabstand 14 erreicht wird. Die Bezugsebene C ist dabei parallel zur Bezugsebene B und auch parallel zu einer Mittelachse X-X der Mittelelektrode 4.

Figur 2 zeigt den Endmontagezustand, in welcher der Elektrodenabstand 14 exakt dem gewünschten, vorbestimmten Elektrodenabstand entspricht.

Somit kann eine exakte Positionierung zwischen der Mittelelektrode 4 und der Masseelektrode 5 vorgenommen werden, so dass bei Vorkammerzündkerzen immer der exakte Elektrodenabstand eingestellt werden kann. Die

Endpositionierung der Masseelektrode 5 erfolgt durch Einpressen der Masseelektrode in die Öffnung 20 im Gehäuse 2. Dieser Vorgang kann einfach automatisiert werden und insbesondere für eine Massenherstellung geeignet, so dass eine Vielzahl von Vorkammerzündkerzen mit exaktem Elektrodenabstand 14 herstellbar ist.

Es sei ferner angemerkt, dass gegebenenfalls auch mehrere Masseelektroden entlang des äußeren Umfangs des Gehäuses 20 vorgesehen werden können, welche alle entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren positioniert werden können, um einen vorbestimmten Elektrodenabstand jeweils zur Mittelelektrode 4 zu erreichen.